DE1431184C - Antriebseinrichtung mit mehreren Strahldüsen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung mit zwischen den Enden der Verkleidung und den

mehreren gebündelt neben- und bzw. oder übereinan- Strahldüsen bzw. die ebenfalls die Strömungsverluste

der angeordneten Strahldüsen, die in eine gemeinsame erhöhende Durchmesserverringerung der Verkleidung

Austrittsdüse münden, wobei der Zwischenraum an ihrem rückwärtigen Ende völlig vermieden, und

zwischen den Strahldüsen in der Mündungsebene 5 zweitens ergibt sich durch die erfindungsgemäße

derselben durch eine Wand abgeschlossen ist. Ausbildung der inneren Seitenflächen der gemein-

Eine derartige Antriebseinrichtung ist durch die samen Austrittsdüse eine verlustarme Ausströmung,

deutsche Auslegeschrift 1 132 002 bekanntgeworden. Dabei hat die Anordnung einer Wand zwischen

Bei den bekannten Antriebseinrichtungen ist im den Mündungsöffnungen der einzelnen Strahldüsen allgemeinen der größte Querschnitt der das Trieb- io im Vergleich zu einer Fortsetzung der Innenflächen werk umgebenden Verkleidung größer als der Aus- der einzelnen Strahldüsen, bis sich diese durch gegentrittsquerschnitt des Strahldüsenbündels an sich. Um seitige Durchdringung vereinigen, den Vorteil, daß die Verkleidung an die Strahldüsen anzuschließen, die im zweiten Fall im Bereich der Durchdringung, ist es entweder üblich, das rückwärtige Ende der d. h. also im Bereich der Vereinigung mehrerer Verkleidung im Durchmesser allmählich zu ver- 15 Düsenströmungen, sich notwendigerweise ergebende ringern, bis es mit dem Ende des Strahldüsenbündels Umlenkung und Vermischung zumindest der Randzusammenläuft und mit diesem bündig abschließt, schichten benachbarter Düsenströmungen vermieden oder die Verkleidung in konstantem Querschnitt wird.

auszuführen und dafür am Ende einen radial ver- Diese erwähnte Umlenkung der Randschichten

laufenden Boden zwischen Verkleidung und Düsen- 20 benachbarter Düsenströmungen beruht darauf, daß

bündel anzuordnen. die Randschichten eine vom Öffnungswinkel der

In beiden Fällen ergeben sich jedoch beim Flug Strahldüse abhängige radiale Bewegungskomponente

erhebliche Widerstandsverluste, die besonders bei aufweisen, weshalb diese Randschichten unter einem

Überschallgeschwindigkeiten sehr leistungsraubend gewissen Winkel zusammenstoßen und dabei in rein

sind. 25 axiale Richtung, umgelenkt werden. Gleichzeitig

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, kommt es dabei auch zu einer mit Wirbelbildung die Widerstandsverluste einer eingangs beschriebenen verbundenen Vermischung benachbarter Düsen-Antricbseinrichtung zu verringern oder, soweit mög- Strömungen. Durch diese beiden Erscheinungen entlich, zu beseitigen und dadurch einen Gewinn an steht bereits vor Austritt der Düsenströmungen in Schubkraft zu erzielen. 3° die Umgebungsluft ein nennenswerter Energieverlust,

Diese Aufgabe wird bei einer Antriebseinrichtung so daß am Ende der Austrittsdüse nicht mehr die mit mehreren gebündelt neben- und bzw. oder über- volle Schubkraft zur Verfügung steht. Demgegenüber einander angeordneten Strahldüsen, die in eine entsteht bei der beschriebenen Anordnung einer gemeinsame Austrittsdüse münden, wobei der Wand zwischen den einzelnen Strahldüsen diese verZwischenraum zwischen den Strahldüsen in der 35 lustbehaftete Umlenkung und Vermischung benach-Mündungsebene derselben durch eine Wand abge- barter Düsenströmungen nicht schon innerhalb der schlossen ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Austrittsdüse, sondern erst, wenn die Düsenströmundiese Wand durch die an die Mündungsöffnungen gen tiefer in die Umgebungsluft eingedrungen sind, der Strahldüsen am Umfang des Strahldüsenbündels so daß am Ende der Austrittsdüse, wo die Größe der angelegten Tangenten begrenzt ist und daß die 40 Schubkraft maßgebend ist, eine erheblich höhere inneren Seitenflächen der gemeinsamen Austrittsdüse Schubkraft zur Verfügung steht als bei sich durchsich zusammensetzen aus Fortsetzungen der Innen- dringenden Strahldüsen.

flächen der Strahldüsen in Strömungsrichtung ohne Schließlich hat das Anbringen einer Wand zwi-

Unterbrechung und ohne Richtungs- oder Kriim- sehen den Mündungsöffnungen einzelner Strahldüsen

mungssprung und aus Verbindungsflächen, die von 45 den Vorteil, daß diese Wand als Luftaustrittsdüse

den Tangenten an die Mündungsöffnungen ausgehen für an der Lufteintrittsöffnung des Triebwerks an-

und im Profil den Fortsetzungsflächen entsprechen. gesaugte Grenzschichtströmung ausgebildet sein

In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens kann.

hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die von den Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des

Tangenten und den Mündungsöffnungen der Strahl- 50 Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nach-

düsen begrenzte Wand als Luftaustrittsdüse auszu- folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen

bilden. an Hand einer Zeichnung; darin zeigt

Diese Luftaustrittsdüse kann zweckmäßigerweise Fig. 1 eine schematische Ansicht zweier an sich

mit einem Kanal zum Absaugen der Grenzschicht an bekannter Verbindungsformen zwischen einer Strahl-

der Lufteintrittsöffnung des Triebwerks verbunden 55 düse und deren Verkleidung,

sein. Fig. 2 eine erfindungsgemäße Verbindung zweier

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung einer An- Strahldüsen mit ihrer Verkleidung in perspektivischer

triebseinrichtung ergibt sich eine wesentliche Ver- Darstellung und

ringerung der Ausstoßwirbel an den Strahldüsen Fig. 3 eine mit einer Luftaustrittsdüse kom-

eines Triebwerks und damit eine entsprechende Ver- 60 binierte. Antriebseinrichtung für zwei Strahldüsen

minderung des Strömungswiderstandes. Denn infolge unter einem teilweise ausgebrochenen Deltaflügel in

der Begrenzung der in der Mündungsebene befind- perspektivischer Darstellung.

liehen Wand durch am Umfang des Strahldüsen- In Fig. I ist eine sich verengende und an-

bündels angelegte Tangenten, wodurch die Möglich- schließend sich erweiternde Strahldüse I dargestellt,

keit gegeben ist, die inneren Seitenflächen der ge- 65 deren Ausstoßöffnung 2 einen Querschnitt s aufweist,

meinsamen Austrittsdüse ohne Unterbrechung und Die Strahldüse I ist mit einer Verkleidung 3 ver-

ohne Richtungs- oder Krümmungssprung anzu- bunden, die den maximalen Querschnitt S hat.

schließen, wird erstens ein wirbelfördernder Totraum Bisher besteht der Übergang von der Verkleidung 3

zur Ausstoßöffnung 2 entweder aus einem mit der Verkleidung ein einheitliches Ganzes bildenden — strichpunktiert gezeichneten — Reduzierstück 4, das sich je nach der zur Verfugung stehenden Länge mehr oder weniger stark verjüngt, oder, falls die Verkleidung 3 mit konstantem Querschnitt ausgeführt is^, aus einem freien Boden 5 in Form einer ringförmigen Blende, die zwischen der Ausstoß-Öffnung 2 der Strahldüse 1 und dem rückwärtigen Rand 6 der Verkleidung 3 angeordnet ist. In beiden Fällen treten beträchtliche Strömungsverluste auf.

Die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt eine Verkleidung IO¹ prismatischer Gestalt. Diese Verkleidung 10' umschließt zwei Strahldüsen 17, deren Mündungs-Öffnungen 18 gegenüber dem Ende 13^l der gemeinsamen Austrittsdüse zurückgesetzt sind. Die Verbindung zwischen der Verkleidung IO¹ und den beiden Strahldüsen 17 besteht aus einer inneren Seitenfläche 19, die das Ende 13' der gemeinsamen Austrittsdüse mit einer Hüllkurve 20 verbindet, die die Mündungsöffnungen 18 der Strahldüsen 17 einhüllt. Dabei setzt sich die innere Seitenfläche 19 aus Fortsetzungen der Innenflächen der Strahldüsen in Strömungsrichtung ohne Unterbrechung und ohne Richtungs- oder Krümmungssprung und aus Verbindungsflächen, die von den gedachten Tangenten am Umfang des Strahldüsenbündels ausgehen und im Profil den Fortsetzungsflächen entsprechen, zusammen.

Zwischen den beiden Strahldüsen ist in Höhe ihrer Mündungsebene eine Wand 21 angeordnet, die den freien Raum zwischen den beiden Mündungsöffnungen 1.8 und der Basis 20 der inneren Seitenflächen 19 der gemeinsamen Austrittsdüse abdeckt.

Anstatt diesen Zwischenraum abzudecken, kann dieser auch gemäß F i g. 3 dazu benutzt werden, um dort einen Hilfsluftstrom auszustoßen.

Die Verkleidung 10¹, die in ihren sichtbaren Umrissen schematisch und durchsichtig dargestellt ist, ist am Deltaflügel 22 eines nicht dargestellten Flugzeuges aufgehängt. Die Verkleidung IO¹ enthält zwei Triebwerke 23 (strichpunktiert gezeichnet), deren Strahldüsen 17 so angeordnet sind, wie es in Verbindung mit F i g. 2 beschrieben wurde.

Eine Lufteintrittsöffnung 24 enthält Platten 25, die die Stoßwelle beim Eintritt der Luftströmung aufnehmen und dämpfen sollen. Ein flacher Kanal 26 zwischen der Unterseite des Deltaflügels 22 und der Oberseite der Triebwerke 23 dient zur Grenzschichtabsaugung und ist am vorderen Ende mittels zweier Abzweigungen 27 bzw. 28 mit dem oberen bzw. unteren Rand der Lufteintrittsöffnung 24 verbunden. In den Abzweigungen 27, 28 sind als Leitflächen dienende Trennwände 29,30 angeordnet, wie die ausgebrochenen Partien in F i g. 3 zeigen.

An seinem rückwärtigen Ende läuft der Kanal 26 in einen Hals 31 aus, der eine Austrittsdüse in Form des zwischen den beiden Strahldüsen 17 und der Hüllkurve 20 frei gelassenen Raumes aufweist. Die beiden Strahldüsen 17 schließen bündig mit den gewölbten, äußeren Seitenflächen 31 α des Halses 31 ab, während dessen Querwände 31 b von den Tangenten an die Mündungsöffnungen 18 begrenzt sind.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Antriebseinrichtung mit mehreren gebündelt neben- und bzw. oder übereinander angeordneten Strahldüsen, die in eine gemeinsame Austrittsdüse münden, wobei der Zwischenraum zwischen den Strahldüsen in der Mündungsebene derselben durch eine Wand abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Wand (21) durch die an die Mündungsöffnungen (18) der Strahldüsen (17) am Umfang des Strahldüsenbündels angelegten Tangenten (20) begrenzt ist und daß die inneren Seitenflächen (19) der gemeinsamen Austrittsdüse sich zusammensetzen aus Fortsetzungen der Innenfläche der Strahldüsen (17) in Strömungsrichtung ohne Unterbrechung und ohne Richtungs- oder Krümmungssprung und aus Verbindungsflächen, die von den Tangenten (20) an die Mündungsöffnungen (18) ausgehen und im Profil den Fortsetzungsflächen entsprechen.

2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Tangenten (20) und den Mündungsöffnungen (18) begrenzte Wand (21) als Luftaustrittsdüse (31) ausgebildet ist.

3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsdüse (31) mit einem Kanal (26) zum Ansaugen der Grenzschicht an der Lufteintrittsöffnung des Triebwerkes verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen